集热器；29-抛物槽式套管型集热管。
【具体实施方式】
[0037] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[003引图1为本发明提供的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统的示意图，包括 点-线聚焦禪合集热子系统1、蓄热子系统2和动力-发电子系统3,其中：点-线聚焦禪 合集热子系统1包括塔式集热场4、线性菲涅尔式或抛物槽式集热场5 W及辅助设备，用于 聚焦太阳能加热水产生蒸汽；蓄热子系统2包括高温蓄热器6、低温蓄热器7 W及辅助设 备，用于在福照条件优越时储存热量，在福照条件不利时释放热量，保持系统连续运行；动 力-发电子系统3包括蒸汽轮机、发电机组W及辅助设备，用于将热能转化为电能并输出。
[0039] 在点-线聚焦禪合集热子系统1中，烙盐经塔式集热场4加热后首先用于过热饱 和蒸汽产生50(TC W上高参数过热蒸汽，之后进入线性菲涅尔式或抛物槽式集热场5用于 水的预热、汽化。
[0040] 线性菲涅尔式或抛物槽式集热场5采用套管型集热管，烙盐在套管型集热管的内 管流动，水在套管型集热管的外管流动，二者逆流换热，该过程中水在内部烙盐与外部聚焦 太阳能的双重加热条件下迅速被加热产生饱和蒸汽。套管型集热管采用同屯、或偏屯、套管设 计，由玻璃套管21、真空层22、选择吸收性涂层23、不诱钢外管24和不诱钢内管25等部分 构成。对于同屯、套管型集热管，如图3所示，图3示出了依照本发明实施例的同屯、套管型集 热管的结构示意图。对于偏屯、套管型集热管，如图4和图5所示，图4为依照本发明实施例 的适用于线性菲涅尔式集热器的偏屯、套管型集热管的结构示意图，图5为依照本发明实施 例的适用于抛物槽式集热器的偏屯、套管型集热管的结构示意图，偏屯、套管型集热管的内管 轴线位置W外管轴线位置为起点，向背离反光镜面方向进行适当偏移。
[0041] 参照图1，该系统还包括过/再热器8,设置于点-线聚焦禪合集热子系统1的线 性菲涅尔式或抛物槽式集热场5与动力-发电子系统3之间，给水经过线性菲涅尔式或抛 物槽式集热场5加热成为一定温度压力下的饱和蒸汽，饱和蒸汽进入过/再热器8进一步 加热成为50(TC W上高参数过热蒸汽，之后进入动力-发电子系统3的蒸汽轮机13的高压 缸膨胀作功；蒸汽由饱和状态加热至过热蒸汽和再热高压缸排汽该两部分所需要的热源由 塔式集热场输出的高温烙盐来提供，借助过/再热器8进行热交换。过/再热器8排出的 较高温度烙盐则进入线性菲涅尔式或抛物槽式集热场5集热管中的不诱钢内管25。集热管 中不诱钢外管24的给水与不诱钢内管25的烙盐逆向流动，流通的给水将受到线性太阳能 聚光和较高温度内部烙盐的双重加热，并迅速被加热产生饱和蒸汽。
[0042] 参照图1，经过双级加热产生的500°CW上高参数过热蒸汽将进入蒸汽轮机13高 压缸膨胀作功，蒸汽轮机的高压缸出口蒸汽进入过/再热器8,由烙盐加热成为500°C W上 过热蒸汽，之后进入蒸汽轮机的低压缸膨胀作功，然后通过动力-发电子系统3的发电机组 进行发电，即蒸汽轮机13的轴功输入发电机组14进行发电。
[0043] 参照图1，蓄热子系统2在太阳福照条件优越时储存烙融盐中的热量是进行蓄热 过程，在太阳福照条件不利时释放热量是进行放热过程。当蓄热子系统2进行蓄热过程时， 部分烙盐通过高温蓄热器6释放显热量进行蓄热；部分饱和蒸汽通过低温蓄热器7释放潜 热进行蓄热。当蓄热子系统2进行放热过程时，给水经低温蓄热器7被预热、汽化后产生饱 和蒸汽；在经过/再热器8成为过热蒸汽，后进入动力-发电子系统4用于发电。过/再热 器8加热量由高温蓄热器6经烙盐循环提供。
[0044] 类似的，参照图2,当蓄热子系统2进行放热过程时，给水经低温蓄热器7被预热、 汽化后产生饱和蒸汽；在经过/再热器11成为过热蒸汽，后进入动力-发电子系统4用于 发电。过/再热器11加热量由高温蓄热器6经烙盐循环提供。
[0045] 动力-发电子系统3的辅助设备至少包括冷凝器、凝结水累、给水加热器、除氧器 和高压循环累，蒸汽轮机的低压缸出口排出的乏汽经冷凝器15冷却为过冷水，同时利用蒸 汽轮机13抽取的高温蒸汽对过冷水进行预热。过冷水依次经过凝结水累17、给水加热器 18、除氧器19、高压循环累11及给水加热器20后循环进入抛物槽式集热场5。
[0046] 将点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统与目前已有太阳能热发电系统进行 热力学性能与经济性分析对比，其中点-线聚焦禪合集热场方案包括菲-塔禪合（线性菲 涅尔-塔式）热发电系统方案A和槽-塔禪合（抛物槽式-塔式）热发电系统方案B ;单 一形式集热场方案包括塔式（烙盐）发电系统方案C、抛物槽式直接蒸汽发电系统方案D、 抛物槽式导热油发电系统方案E。上述不同太阳能集热形式热发电系统的相关性能指标列 于下面的表1。
[0047]
【主权项】
1. 一种点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，该系统包括点-线聚焦 禪合集热子系统（1)、蓄热子系统（2)和动力-发电子系统（3)，其中： 点-线聚焦禪合集热子系统（1)包括塔式集热场（4)、线性菲涅尔式或抛物槽式集热场 (5) W及辅助设备，用于聚焦太阳能加热水产生蒸汽； 蓄热子系统（2)包括高温蓄热器化）、低温蓄热器（7) W及辅助设备，用于在福照条件 优越时储存热量，在福照条件不利时释放热量，保持系统连续运行； 动力-发电子系统（3)包括蒸汽轮机、发电机组W及辅助设备，用于将热能转化为电能 并输出。
2. 根据权利要求1所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，该系 统还包括过/再热器巧），设置于点-线聚焦禪合集热子系统（1)的线性菲涅尔式或抛物槽 式集热场（5)与动力-发电子系统（3)之间，给水经过线性菲涅尔式或抛物槽式集热场巧） 加热成为一定温度压力下的饱和蒸汽，饱和蒸汽进入过/再热器（8)进一步加热成为500°C W上高参数过热蒸汽，之后进入动力-发电子系统（3)的蒸汽轮机的高压缸膨胀作功；蒸汽 轮机的高压缸出口蒸汽进入过/再热器巧），由烙盐加热成为500°C W上过热蒸汽，之后进 入蒸汽轮机的低压缸膨胀作功，然后通过动力-发电子系统（3)的发电机组进行发电。
3. 根据权利要求1所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，所述 动力-发电子系统（3)的辅助设备至少包括冷凝器、凝结水累、给水加热器、除氧器和高压 循环累，蒸汽轮机的低压缸出口蒸汽经冷凝器冷却为过冷水，过冷水依次经过凝结水累、给 水加热器、除氧器及高压循环累后循环进入线性菲涅尔式或抛物槽式集热场巧）。
4. 根据权利要求1所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，在所 述点-线聚焦禪合集热子系统（1)中，烙盐经塔式集热场（4)加热后首先用于过热饱和蒸 汽产生500°CW上高参数过热蒸汽，之后进入线性菲涅尔式或抛物槽式集热场（5)用于水 的预热、汽化。
5. 根据权利要求1所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，所 述线性菲涅尔式或抛物槽式集热场（5)采用套管型集热管，烙盐在套管型集热管的内管流 动，水在套管型集热管的外管流动，二者逆流换热，该过程中水在内部烙盐与外部聚焦太阳 能的双重加热条件下迅速被加热产生饱和蒸汽。
6. 根据权利要求5所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，所述 套管型集热管采用同屯、或偏屯、套管设计，对于偏屯、套管型集热管，其内管轴线位置W外管 轴线位置为起点，向背离反光镜面方向进行适当偏移。
7. 根据权利要求1所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，所述 蓄热子系统（2)在福照条件优越时储存热量是进行蓄热过程，在福照条件不利时释放热量 是进行放热过程。
8. 根据权利要求7所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，当蓄 热子系统（2)进行蓄热过程时，部分烙盐通过高温蓄热器（6)释放显热量进行蓄热；部分饱 和蒸汽通过低温蓄热器（7)释放潜热进行蓄热。
9. 根据权利要求7所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在于，当蓄 热子系统（2)进行放热过程时，给水经低温蓄热器（7)被预热、汽化后产生饱和蒸汽；在经 过/再热器（8)成为过热蒸汽，后进入动力-发电子系统（4)用于发电。
10.根据权利要求8或9所述的点-线聚焦禪合集热场太阳能热发电系统，其特征在 于，过/再热器（8)加热量由高温蓄热器（6)经烙盐循环提供。
【专利摘要】本发明公开了一种点-线聚焦耦合集热场太阳能热发电系统，包括：点-线聚焦耦合集热子系统、蓄热子系统和动力-发电子系统，其中：点-线聚焦耦合集热子系统包括塔式集热场、线性菲涅尔式或抛物槽式集热场以及辅助设备，用于聚焦太阳能加热水产生蒸汽；蓄热子系统包括高温蓄热器、低温蓄热器以及辅助设备，用于在辐照条件优越时储存热量，在辐照条件不利时释放热量，保持系统连续运行；动力-发电子系统包括蒸汽轮机、发电机组以及辅助设备，用于将热能转化为电能并输出。利用本发明，提升了蒸汽参数，从而显著提高了发电效率；提升了综合集热效率，从而减少了集热过程热量损失；实现了高品位能源的合理梯级利用，从而提高了能源利用率。
【IPC分类】F03G6-06, F24J2-34, F01D15-10
【公开号】CN104533737
【申请号】CN201410663019
【发明人】金红光, 孙杰, 刘启斌, 洪慧, 白章
【申请人】中国科学院工程热物理研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月19日